[스타인뉴스 가율 전문기자]
물질이 흐를 수 있는 저항, 즉 점성(viscosity)의 물리적 상한선이 존재하며 그 이상에서는 사실상 '고체'로 봐야 한다는 연구 결과가 나왔다.
일본 리쓰메이칸대 요시다 마사키 교수 연구팀은 지구물리학적 관측과 실험, 시뮬레이션 데이터를 종합 분석해 점성의 실질적인 상한선이 10³⁰ 파스칼초(Pa·s)라는 연구 결과를 국제학술지 '유체물리학'(Physics of Fluids)에 지난달 29일 발표했다.
연구팀은 수십 년간의 측지학 관측 데이터, 암석 변형 실험, 수백만 년에 걸친 판 구조 활동 시뮬레이션 등 세 가지 독립적인 접근법을 동원했다.
그 결과, 안정적인 지각판에서 추론된 최대 점성 값과 주요 암석 구성 광물의 물리 법칙에 기반한 예측값, 맨틀 대류 시뮬레이션 결과가 모두 10³⁰ Pa·s라는 특정 값으로 수렴하는 것을 확인했다.
이는 물(약 10⁻³ Pa·s)보다 약 10³³배, 꿀(약 10¹ Pa·s)보다 약 10²⁹배 높은 수치다. 이 정도 점성을 가진 물질은 지구 역사와 같은 긴 시간 척도에서 변형이 거의 일어나지 않아 사실상 흐르지 않는 고체와 같다고 연구팀은 설명했다.
요시다 교수는 "이번 연구는 점성의 상한선이 무한대가 아니라 유한한 값이며, 이 값을 넘어서는 물질은 사실상 강체로 간주해야 한다는 기준을 제시한 것"이라고 밝혔다.
이번 연구 결과는 지구의 과거 내부 역학을 재구성하고 미래의 지질학적 진화를 예측하는 모델의 정확도를 높이는 데 기여할 전망이다. 또한 고점도 비뉴턴 유체, 유리질 재료 등 재료과학 분야에도 폭넓은 통찰을 제공할 것으로 기대된다.
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